Ученые из Кембриджа обнаружили аномальную фазу материи
Доказательства аномальной фазы материи, существование которой было предсказано в 1960-х годах, обнаружили исследователи из Кембриджского университета, 7 июля сообщает журнал Science Advances.
Исследуя квантовый материал, ученые заметили наличие неожиданно быстрых волн энергии, проходящих через материал, когда они подвергали его воздействию коротких и интенсивных лазерных импульсов. Они смогли провести эти наблюдения с помощью микроскопической камеры контроля скорости, которая может отслеживать небольшие и очень быстрые движения.
В этом методе наблюдения материал исследуется двумя световыми импульсами: первый создает концентрические расходящиеся волны; с помощью второго делается снимок этих волн. Собранные вместе, эти изображения позволили ученым посмотреть, как ведут себя эти волны, и понять их скоростные характеристики.
«При комнатной температуре эти волны движутся со скоростью в сотую часть скорости света — намного быстрее, чем мы ожидали бы в обычном материале. Но когда мы переходим к более высоким температурам, это выглядит так, как будто пруд замерз. Мы вообще не видим, как эти волны удаляются от начальной точки. Мы потратили много времени на поиски причин, по которым могло произойти такое странное поведение», — объяснила Хоуп Бретшер из Кавендишской лаборатории Кембриджа.
Единственное объяснение, которое, казалось, соответствовало всем экспериментальным наблюдениям, заключается в том, что в материале при комнатной температуре содержится фаза «экситонного изолятора», которая, хотя и была теоретически предсказана, десятилетиями ускользала от обнаружения.
В экситонном изоляторе наблюдаемые волны энергии поддерживаются нейтральными частицами, которые могут двигаться с электронными скоростями. Важно отметить, что эти частицы могли бы передавать информацию без помех со стороны механизмов рассеяния, которые в большинстве распространенных материалов влияют на заряженные частицы, такие как электроны.
Это свойство может позволить создавать вычислительные устройства, в которых будут отсутствовать тепловые потери и стать альтернативой сверхпроводимости.
